Wasser direkt mit Photovoltaik erwärmen

[edison]

Hi zusammen, wir machen gerade Urlaub auf Rhodos.
Überall sehe ich diese kleinen Solarthermieanlagen.
Das will ich für mein Wochenenddomizil in Deutschland auch.

Jetzt habe ich aber diese Fothermo Teile gefunden - das scheint für unsere Breitengrade besser geeignet.
Aber knapp 600,- Schleifen für einen Boiler mit Solaranschluß?
Das ist zwar gegenüber allen anderen Möglichkeiten sehr günstig aber nachgerechnet:
Einen 80L Boiler mit 2kW gibt es neu für rund 150€
Die Differenz zu 600€ scheint die Elektronik auszumachen.

Dessen Heizung nimmt bei 2000W/230V=8,69A auf macht 230V/8,69A = 26,5Ohm.
An 24V DC wären das leider nur gerundete 24W
Also ist da auch ein angepasster Heizstab drinne.

Wäre das ein schönes Projekt - oder verschwendete Zeit?

[Gary]

Ein tolles All-in-one Wunder was in keiner Disziplin gut ist und bei einem defekt ist fraglich was vom Rest noch funktioniert. Aber ideal sich inspirieren zu lassen.

Jetzt weißt nur du wie du dein Wochenend-Domizil nutzt und was es da an Möglichkeiten gibt.

Man könnte den Heizstab an einen Step-up Wandler hängen, diesen nach MPPT regeln.

[phettsack]

Also das mit Photovoltaik und Heizdraht zu lösen ist recht ineffizient. Da ist die direkte Erwärmung von Wasser einfacher und günstiger.
Ich kenne solche Anlagen auch aus diversen Reisen in den Süden. Oftmals wird das Brauchwasser direkt in einem Tank auf dem Dach gelagert. Sowas:
https://www.ebay.de/itm/144913067512

[Gary]

995€ für 150l mit 2cm Isolierung

Ja PV und Heizdraht ist ineffizient, aber was soll's wenn es billig ist.
So richtig fein, der Biegeradius von PV Kabel.

[tschäikäi]

Da wir hier in einem Bastlerforum sind und Geräte aus Schrott gebaut werden,
schlage ich folgendes vor:
Kiste bauen, isolieren. Heizkörper in Kiste legen, ne Balkontür (2x1m Glas) obendrauf.
Kiste evtl. innen verspiegeln (Rettungsdecke).
Gibt es Glasbeschichtungen, die IR nur in eine Richtung durchlassen?
Fragen, die mir noch nicht beantwortet wurden: Wie viel schlechter wird die Übertragung der Wärme
durch Doppelverglasung?
Klar, es kommt weniger rein (in die Kiste dahinter), aber auch weniger raus.
Da die Wärme vom (schwarz angemalten?) Heizkörper zum größten Teil absorbiert wird
ist der Anteil an Strahlung, die nicht rein kann wohl größer als die, die nicht raus kann.
Gruß Julian

[Alexander470815]

Beim heizen mit PV kann man das Ganze eben einfach abschalten.
Bei immer weiter bratender Sonne auf einen Kollektor ist das nicht so einfach, dazu noch Wasserkreislauf, Pumpen usw.

Heizelement direkt an die PV macht keinen Sinn, da muss schon ein bisschen Intelligenz dazwischen sonst ist der Ertrag ziemlich überschaubar.

[MarkK]

ne Balkontür (2x1m Glas) obendrauf.

Derer hätte ich zwei zu verschenken, falls das wirklich umgesetzt wird. Oder falls jemand ein Gewächshaus bauen möchte. Mussten dem Paternoster weichen.

Für das Problem an sich: ein "normaler" Boiler und externe Elektronik halte ich für einfacher.
Eine Batterie wäre natürlich super, die dann auch 2kW oder so liefern kann kurzfristig, ein (Steckdosen-)dimmer vor dem Heizelement sollte auch eine direkte Verwendung von 230V auch bei geringerer Leistung möglich machen. Ich unterstelle einfach mal, dass man die 230V aus Solar eh haben will für andere Geräte.

[MatthiasK]

Ein normaler Dimmer für 230V Wechselstrom ist für diese Anwendung absolut ungeeignet. Das Solarmodul liefert einen Gleichstrom, der von der Sonneneinstrahlung abhänigig ist. Das können z.B. 8A sein, wenn die Sonne gut scheint und 4A, wenn der Himmel nicht ganz so klar ist. Die Leerlaufspannung ergibt sich aus der Zellenzahl, man er erreicht ca. 0,5V pe Zelle. Man will aber meistens die maximale Leistung raus ziehen, hier fängt das Kennlinienrutschen auf der Diodenkennlinie an. Man muss einen konstanten Strom ziehen, daraus ergibt sich die Spannung, man ändert den Strom etwas, schaut ob die neue Spannung mehr Leistung ergibt und ändert den Strom noch einmal, schaut ob die Spannung mehr Leistung ergibt, goto loop.

Ein 230V-Dimmer arbeitet mit normal mit einem Triac. Dieser wird über eine Zeitverzögerung aus einem simplen RC-Glied (der Widerstand ist das Poti für die Helligkeit) gezündet und löscht im Nulldurchgang. Der Nulldurchgang kommt bei Solarstrom nach Sonnenuntergang...

Auch ein einfacher PWM-Steller funktioniert nicht. Bei voller Sonne (mit den 8A von oben) würde an dem 24öhmigen Heizelement eine Spannung von 192V einstellen. Das könnte schon recht nah am MPP sein, man hätte ca. 1,5kW Heizleistung. Bei weniger Sonne (max. 4A) stellen sich dann nur 96V ein. Das sind nur 384W, obwohl das Modul mehr als das doppelte könnte. Ein PWM-Steller macht daraus bei 50%Tastgrad nur noch 192W, weil er das Solarmodul immer zwischen 96V 4A und 250V 0A hart umschaltet.

Man braucht einen Schaltregler mit Eingangs-Induktivität, die den Strom konstant hält. Dann liefert das Modul z.B. 3,6A bei 200V und der Schaltregler macht daraus 130V bei 5,4A. Das Heizelement liefert so ca. 700W, also fast doppelt so viel wie wenn man es direkt anschließt.

[ferdimh]

Ersetze die Eingangsinduktivität durch einen Kondensator (oder, theoretisch besser, einen LC-Tiefpass), und dann tut es.

Das Konstanthalten des Stromes erscheint zwar erstmal eine gute Idee, aber das passiert ja schon vom Solarmodul aus. Es braucht also eigentlich ein Ding, das kurzzeitig mehr Strom liefern kann als der Durchschnitt, und auf eine erträgliche Näherung eines Leistungsmaximums regelt.

Bei gegebenem Aufwand könnte die Energie dann aber auch schon fast im Zwischenkreis eines Frequenzumrichters landen, der je nach verfügbarer Leistung einen Kompressor schneller oder langsamer laufen lässt...

[Desinfector]

Sollte man im Sommer genug warmes Wasser haben und immer noch Strom da sein, kann ich nur sagen, dass Strom viel mehr machen kann als nur warm.

Interessanterweise liesst man immer nur von Leuten, die überschüssigen Strom thermisch speichern wollen.

[Toni]

Die einfachste Intelligenzlose Schaltung wäre eine "Leistungs-Z-Diode".
Die Z-Spannung sollte im Bereich des MPP bei mittelhoher Temperatur liegen, und über Poti verstellt werden können, um den MPP händisch auf U x I = max einstellen zu können.

Eine etwas effektivere Schaltung wäre die o.g. "Z-Diode" mit Temperaturkompensation: Z-Spannung fällt bei höherer Modultemperatur ab.

[Hightech]

Sollte man im Sommer genug warmes Wasser haben und immer noch Strom da sein, kann ich nur sagen, dass Strom viel mehr machen kann als nur warm.

Interessanterweise liesst man immer nur von Leuten, die überschüssigen Strom thermisch speichern wollen.

Aus diesem Grunde habe ich gestern mit Hilfe von Sr.Gallinger meine 8m2 Solarthermie vom Dach geworfen.

Wer möchte:
Verkaufe ich gerade bei #Kleinanzeigen. Wie findest du das?
https://www.kleinanzeigen.de/s-anzeige/ ... 67-87-3213

[Gary]

Wer eine Pool hat kann mit der Solarthermie im Garten einiges rausholen, für das Geld gibt es fast drei PV Module.

Werden die Dünnschicht Module auch getauscht?

[phettsack]

995€ für 150l mit 2cm Isolierung
.

Denke direkt auf Rhodos wird man einen örtlichen Händler finden der das günstigster machen kann. Gibt's da Frost?
Sonst kann man auch noch den Wärmetauscher sparen. Im Zweifelsfall über Winter ablassen.

[tschäikäi]

Ich denke dass das Hauptproblem von Solarthermie ist, dass sie am meisten liefert, wenn man am wenigsten braucht.
Klar, man will auch im Sommer warm duschen, aber bei Dreckwetter halt auch. Und dann braucht man auch ne Heizung,
die warmes Wasser will.
Die eigentlich sinnvollste Alternative zu Solar (auch was die Stromerzeugung betrifft) wäre Wasserkraft.
Wasserkraft ist halt ein bisschen standortabhängig. Und es soll nahezu unmöglich sein, das zu bastelnde Kraftwerk
auf legalem Wege zu betreiben.
Wenn da jemand Infos und Erfahrungen zu hätte: ich wäre interessiert.
Die Gegebenheiten dazu wären hier vorhanden,aber noch sind keine schlafenden Hunde geweckt.

Gruß Julian

[Gary]

995€ für 150l mit 2cm Isolierung
.

Denke direkt auf Rhodos wird man einen örtlichen Händler finden der das günstigster machen kann. Gibt's da Frost?
Sonst kann man auch noch den Wärmetauscher sparen. Im Zweifelsfall über Winter ablassen.

Das will ich für mein Wochenenddomizil in Deutschland auch.

Ich denke so eine Anlage ist in Griechenland tatsächlich billiger zu haben, passt aber nicht ins Handgepäck.

[edison]

Wow, danke für all die Rückmeldungen.

Ich hab einige Bilder von den Solarteilen hier auf der Insel geschossen - gefühlt ist das hier auf jedem bewohnten Haus montiert.

Mein Wochenenddomizil liegt aber mitten in NRW und warmes Wasser wird nur am WE benötigt.
Also hätte die Anlage von Montag bis Freitag Zeit warmes Wasser zu erzeugen.

[Burnie]

Also, hier mal wie ichs aktuell mach.

Hab ne 10m2 Solarthermie die n Duospeicher (550l) erwärmt..

aber da kommt ja im dunkleren Halbjahr weniger und das reicht nicht für heise Duschen. Aber in den Wandheizungen lässt sich das Temperaturniveau noch gut nutzen...

… und BalkonPV

Also hab ich n 30l druck-Kleinspeicher direkt im Bad, angeschlossen im Zulauf an das Warmwasser der Solarthermie, und befeuert über n Stelltrafo damit der Heizstab zb 500 W zieht und shelly switch .

Am Zähler hab ich n Shelly 3EM dran und dann laufen n paar Szenen, die immer, wenn Einspeisung erkannt wird, Lasten zuschaltet, eben auch bei -500W den Elektroboiler.. bei 20W Licht, etc. 100W Kühlschrank muss noch n Einbau Shelly ran (Superfrost - Taste schalten..).


Funzt überraschend unkompliziert und günstig, und bisher hab ich immer heißes Wasser gehabt.. für deine Wochenendnutzung sollte das reichen. M WInter hatte ich weniger Spannung übern Stelltrafo eingetellt gehabt..

An Steuerung ist nur ne Zeitverzögerung beim Anschalten in der Szene eingestellt, damit die Reihenfolge der Zuschaltung beeinflusst werden kann.

[Gary]

Wie ist der Ist Zustand aktuell?

Auf jeden Fall sollte es keine Legionellen Zucht sein.

[BernhardS]

Auf jeden Fall sollte es keine Legionellen Zucht sein.

Das Thema ist längst durch. Gut - da hat mal einer die Telekom abgezockt. Die haben unnötigerweise gezahlt,
nur weil denen das lieber war, als ewig nicht aus den Schlagzeilen zu kommen. Ist aber nun wirklich lange her.

[BernhardS]

Beim heizen mit PV kann man das Ganze eben einfach abschalten.
Bei immer weiter bratender Sonne auf einen Kollektor ist das nicht so einfach, dazu noch Wasserkreislauf, Pumpen usw.

Das muss das Boot abkönnen. Der Strom kann ja auch mal ausfallen oder die Pumpe (warum Mehrzahl?) streiken.
Ich hab ne halb professionelle, halb handgestrickte Anlage die, jedenfalls seit die Kinder aus dem Haus sind, über
einen ganz erheblichen Teil des Jahres reicht. Um die 10m² und 300 Liter Speicher. Aktuell 66°C obwohl die
Sonne nicht wirklich scheint.

[edison]

So, endlich kann ich mich wieder melden - Frauen haben im Urlaub eine eigene Vorstellung vom Tagesablauf

Aktuell gibt es einen 10l Elektroboiler fürs Duschen und ein 5l Untertischgerät für die Spüle, beide haben 2kW.
Die heizen halt fix nach und reichen vollkommen.
Wenn wir Freitags mit 80l @ 65°C starten sollte das Nachladen über die Sonne doch reichen.
In den Ferien kommt sicherlich genug Sonne.
Der 80l Boiler soll beide ersetzen.

Vorhanden ist schon ein 400W Solarpaneel, das über einen Victron 100/15 6Stück 65Ah Bleianker (aus ehemaliger Notstromanlage) in 24V Verschaltung lädt.
Darüber betreibe ich eine Kompressorkühlbox für IMMER kaltes Bier,
sowie, von Hand zuschaltbar, einen Wechselrichter der fest 200W ins Netz einspeist.
Das deckt den Grundbedarf von gut 120W und lässt den Zähler etwas rückwärts laufen.
Aus den Akkus bekomme ich etwa 1,5kWh

[MatthiasK]

Ich würde ehrlich gesagt keinen Solarstrom in einer Widerstandsheizung verheizen, wenn er nicht "entsorgt" werden muss. Das klingt für mich immer so nach "Rentner erfindet Solar-Heizung. Sie ist genial."

Deine 1,5kWh Energieinhalt der Akkus reicht um die 80l Wasser um ca. 15K zu erwärmen, wenn du die Energie in einer Widerstandsheizung verbrätst. Das ist von 12°C aus der Leitung auf 28°C, im Sommer zum Duschen mag das reichen, aber 80l sind dann für die ganze Familie recht knapp.

Wenn du eine kleine Brauchwasserwärmepumpe sich um das warme Wasser kümmern lässt, kannst du damit das Wasser auf deutlich über 50°C, da es Sommer ist wahrscheinlich sogar auf über 65°C erwärmen. Das reicht dann zum gemütlichen Duschen ohne Angst, dass plötzlich das warme Wasser leer ist.

[IPv6]

Vermutlich läuft das auf die Frage hinaus, wieviel Aufwand (auch finanziell) man für ein Wochenendehaus betreiben will. Aber wer Wochenenddomizile hat wird doch nicht an ein wenig Technik knausern wollen
Eine technisch sehr gute Lösung wäre sicherlich ein Balkonkraftwerk mit großzügig dimensionierten Modulen, eventuell ein wenig mehr Speicherkapazität plus auf null Bezug regelnder Wechselrichter und eine Brauchwasserwärmepumpe.

Dann kann die Brauchwasserwärmepumpe unter der Woche bei Sonne effizient warmes Wasser machen. Außerhalb des tiefsten Winters findet man dann am Freitag einen vollen Akku und 80 Liter Warmwasser vor, wobei der Akku ausreicht, um die BWWP weiterzubetreiben, falls 80 Liter übers Wochenende doch zu knapp sind. Der Akku kann außerdem den Stromverbrauch vom Wochenende je nach Verbrauch mehr oder weniger decken.

Ob sich sowas rechnet, ist halt zweifelhaft. Bei ausschließlicher Nutzung am Wochenende kann man wohl für den Preis der Technik viele Jahre einen Boiler betreiben. Da muss man schon Spaß dran haben, Auto fahren und Urlaub machen rechnen sich schließlich auch nie und trotzdem machts fast jeder.

[Alexander470815]

Ich würde einen kleinen BW Speicher mit einem 24V Heizelement ausstatten.
Das wird aktiviert wenn die Batterie voll ist so das man den kompletten Überschuss verheizt.

Ist der Speicher dann doch mal kalt dann schaltet man einfach einen Durchlauferhitzer nach um doch warmes Wasser zu haben.

Klar mit einer Wärmepumpe könnte man die Energie effizienter nutzen aber wenn man das nicht selber aus Resten zusammenbaut lohnt sich das noch viel weniger als alles andere bei dem Nutzungsprofil.

[Bastelbruder]

Wenn der Wärmestrahlungssammler bei besonders gutem Wetter mal nicht mehr benötigt wird, kann man den doch auch mit Palmwedeln abdecken oder so. Eine Jalousie mit gasgefülltem Dehnstoffelement wie man sie in Gewächshäusern findet, sollte völlig ohne Strom auskommen. Ich denke daß der alternative Aufwand für extra-Wärmetauscher, spezial-Solarflüssigkeit und das weitere Drumrum größer ist.

[uxlaxel]

Moin. Ich schleife bei mir in der Zirkulationsleitung künftig einen 2kW-Boiler mit 60 Litern zusätzlich ein. Diesen will ich dann direkt mit der Energie aus paar PV-Elementen speisen.
Relevant ist jedoch noch die Frage, wie ich die Abschaltung realisiere, wenn die Temperatur erreicht ist. Irgendwas so zwischen 80 und 200V kommen dann vermutlich an und da leuchtet das normale Termostat im Boiler ja dauernd blau und steckt mir die Bude an. Ich habe schon über einen Hilfskreis mit einem fetten Schütz (dann über alle drei Kontakte geführt) zum trennen nachgedacht. Der Schütz könnte aus einem 24V-Anlage (ebenfalls aus PV) versorgt werden. So wie die Sonne weg ist, kann der dann auch abfallen, denn da muss das Schütz keine Leistung verbraten.

[Carbon]

irgendwas klingelt da noch das nicht alle heizstäbe DC tauglich sind weil das Isoliermaterial zersetzt wird. leider weiß ich nicht mehr wo ich das gelesen hatte.

[uxlaxel]

okay, davon habe ich noch nie was gehört. das würde mich jetzt mal interessieren. der heizfaden ist ja eigentlich in keramik eingearbeitet...

[TDI]

Könnte man nicht den Solarthermie Kollektor hinten auf das PV Modul kleben und so Wärme und Strom sammeln?
Und für maximalen Frickel holt man die Wärme dort per Wärmepumpe raus, kühlt also das PV Modul aktiv, was dessen Wirkungsgrad noch mal steigert.
Wenn an trüben Tagen vom 430W Modul nur noch 80W kommen, könnte eine Kühlschrankkompresdor-WP da doch noch nennenswert Wärme draus machen

[edison]

Wenn du eine kleine Brauchwasserwärmepumpe sich um das warme Wasser kümmern lässt, kannst du damit das Wasser auf deutlich über 50°C, da es Sommer ist wahrscheinlich sogar auf über 65°C erwärmen. Das reicht dann zum gemütlichen Duschen ohne Angst, dass plötzlich das warme Wasser leer ist.

Natürlich wäre eine kleine Brauchwasserwärmepumpe das Optimale, aber den Invest bekomme ich bei 200 mal Duschen im Jahr nicht zu Lebzeiten wieder herein.
Sowas wie diese Kompressorkühlboxen für Kleinspannung als Wärmepumpe wäre Ideal - das gibt es aber noch nicht auf dem Markt.

Vermutlich läuft das auf die Frage hinaus, wieviel Aufwand (auch finanziell) man für ein Wochenendehaus betreiben will. Aber wer Wochenenddomizile hat wird doch nicht an ein wenig Technik knausern wollen

Lol, das ist ein total ausgearteter Campingplatz mit 100% Frickelpotential, die Wasserversorgung regele ich über Hauswasserwerke

Ich würde einen kleinen BW Speicher mit einem 24V Heizelement ausstatten.
Das wird aktiviert wenn die Batterie voll ist so das man den kompletten Überschuss verheizt.

Soweit bin ich in Gedanken auch schon, soll doch der Victron das MPPT erledigen.
Das Heizelement kann dann abhängig von der Akkuspannung gesteuert werden.

Relevant ist jedoch noch die Frage, wie ich die Abschaltung realisiere, wenn die Temperatur erreicht ist. Irgendwas so zwischen 80 und 200V kommen dann vermutlich an und da leuchtet das normale Termostat im Boiler ja dauernd blau und steckt mir die Bude an. Ich habe schon über einen Hilfskreis mit einem fetten Schütz (dann über alle drei Kontakte geführt) zum trennen nachgedacht. Der Schütz könnte aus einem 24V-Anlage (ebenfalls aus PV) versorgt werden. So wie die Sonne weg ist, kann der dann auch abfallen, denn da muss das Schütz keine Leistung verbraten.

Das Schalten der DC Leistung sollte ein Halbleiter erheblich besser hinbekommen, da hirne ich auch gerade drüber.

[TDI]

IGBT mit etwas Außenbeschaltung (Varistoren,…) zum Schutz vor induktivem Spitzen sollte doch kein Problem sein.

[Alexander470815]

Bei den Spannungen wäre man wohl mit Mosfets besser bedient, geringere Verluste.
Vielleicht auch eine Kombination, erst mit Halbleitern abschalten, dann noch einen Schütz öffnen.

[Bastelbruder]

irgendwas klingelt da noch das nicht alle heizstäbe DC tauglich sind weil das Isoliermaterial zersetzt wird. leider weiß ich nicht mehr wo ich das gelesen hatte.

Da hab ich das schonmal erwähnt. Ich denke daß das Thema durchaus relevant ist, weil jedem Fachmann bekannt sein dürfte daß der von RCDs scheinbar unberechtigt detektierte "Ableit"strom von Heizelementen mit der Temperatur teils deutlich zunimmt. Wo Strom in Isolatoren fließt sind Ionen unterwegs. Und wo Ionen sind ist auch die Liese mit ihrer zerstörerischen Kraft nicht weit.

Hier wird die Messung des Ersatzableitstroms für solche Zicken vorgeschlagen, man mißt einfach im kalten Zustand und berücksictigt ganz nebenbei auch eventuell ins Heizelement eingedrungene Feuchtigkeit.